Машина за точково заваряване Arduino. Акумулаторна машина за точково заваряване

В някои случаи е по-изгодно да се използва точково заваряване вместо запояване. Например, този метод може да бъде полезен за ремонт на батерии, състоящи се от няколко батерии. Запояването причинява прекомерно нагряване на клетките, което може да доведе до повреда на клетките. Но точковото заваряване не загрява толкова много елементите, тъй като работи за сравнително кратко време.

За да оптимизира целия процес, системата използва Arduino Nano. Това е контролен блок, който ви позволява ефективно да управлявате енергийното захранване на инсталацията. По този начин всяко заваряване е оптимално за конкретен случай и се изразходва толкова енергия, колкото е необходимо, нито повече, нито по-малко. Контактните елементи тук са медна тел, а енергията идва от обичайното автомобилен акумулатор, или две, ако е необходим по-голям ток.

Настоящият проект е почти идеален по отношение на сложност на създаване/ефективност на работата. Авторът на проекта показа основните етапи на създаване на системата, публикувайки всички данни в Instructables.

Според автора стандартна батерия е достатъчна за точково заваряване на две никелови ленти с дебелина 0,15 мм. За по-дебели метални ленти ще са необходими две батерии, сглобени в паралелна верига. Времето на импулса на заваръчния апарат е регулируемо и варира от 1 до 20 ms. Това е напълно достатъчно за заваряване на описаните по-горе никелови ленти.

Авторът препоръчва да направите таблото по поръчка от производителя. Цената за поръчка на 10 такива табла е около 20 евро.

По време на заваряване и двете ръце ще бъдат заети. Как да управлявате цялата система? Използвайки крачен превключвател, разбира се. Много е просто.

И ето резултата от работата:

За да оптимизира целия процес, системата използва Arduino Nano. Това е контролен блок, който ви позволява ефективно да управлявате енергийното захранване на инсталацията. По този начин всяко заваряване е оптимално за конкретен случай и се изразходва толкова енергия, колкото е необходимо, нито повече, нито по-малко. Контактните елементи тук са медни проводници, а енергията идва от обикновен автомобилен акумулатор или два, ако се изисква по-висок ток.

Настоящият проект е почти идеален по отношение на сложност на създаване/ефективност на работата. Авторът на проекта показа основните етапи на създаване на системата, публикувайки всички данни в Instructables.

И ето резултата от работата:

Един познат дойде, донесе два LATR-а и попита дали е възможно да се направи спотер от тях? Обикновено, когато чуете подобен въпрос, това, което ви идва наум, е анекдот за това как един съсед пита друг дали знае да свири на цигулка и в отговор чува "не знам, не съм опитвал" - така че аз имат същия отговор - не знам, вероятно „да“, но какво е „спотър“?

Общо взето, докато чаят се вареше и вареше, изслушах кратка лекция за това как не трябва да правиш това, което не трябва да правиш, че трябва да си по-близо до хората и тогава хората ще бъдат привлечени към мен и също така накратко се потопихме в историята на автосервизите, илюстрирани с вкусни приказки от живота на „чипача“ и „тенекеджия“. Тогава разбрах, че спотерът е малък „заварчик“, който работи на принципа на машина за точково заваряване. Използва се за „захващане” на метални шайби и други дребни закрепващи елементикъм вдлъбнатата каросерия, с помощта на която след това се изправя деформираната ламарина. Вярно, има и „ обратен чук„е необходимо, но те казват, че това вече не е моя грижа - от мен се изисква само електронната част на веригата.

След като разгледахме диаграмите на наблюдателите онлайн, стана ясно, че имаме нужда от еднократно устройство, което да се „отвори“ на кратко времетриак и захранващо мрежово напрежение към силовия трансформатор. Вторичната намотка на трансформатора трябва да произвежда напрежение от 5-7 V с ток, достатъчен, за да "хване" шайбите.

За да генерирате контролен импулс на триак, използвайте различни начини– от просто разреждане на кондензатор до използване на микроконтролери със синхронизация към фазите на мрежовото напрежение. Интересуваме се от по-простата схема - нека бъде „с кондензатор“.

Търсенията „в нощното шкафче“ показаха, че в допълнение към пасивните елементи има подходящи триаци и тиристори, както и много други „малки неща“ - транзистори и релета за различни работни напрежения ( Фиг.1). Жалко е, че няма оптрони, но можете да опитате да сглобите импулсен преобразувател на разряд на кондензатор в къс „правоъгълник“, включително реле, което ще отвори и затвори триака със своя затварящ контакт.

Също така, докато търсихме части, открихме няколко захранвания с DC изходни напрежения от 5 до 15 V - избрахме индустриално от „съветско“ време, наречено BP-A1 9V/0.2A ( Фиг.2). При натоварване с резистор 100 ома, захранването дава напрежение около 12 V (оказа се, че вече е преобразувано).

Избираме триаци TS132-40-10, 12-волтово реле от наличния електронен „боклук“, вземаме няколко KT315 транзистора, резистори, кондензатори и започваме да прототипираме и тестваме веригата (на Фиг.3един от етапите на настройка).

Резултатът е показан в Фигура 4. Всичко е съвсем просто - когато натиснете бутона S1, кондензаторът C1 започва да се зарежда и на десния му терминал се появява положително напрежение, равно на захранващото напрежение. Това напрежение, преминаващо през резистора за ограничаване на тока R2, се подава към основата на транзистора VT1, отваря се и напрежението се подава към намотката на релето K1 и в резултат на това контактите на релето K1.1 се затварят, отварящ триак Т1.

Докато кондензаторът C1 се зарежда, напрежението на десния му извод постепенно намалява и когато достигне ниво, по-малко от напрежението на отваряне на транзистора, транзисторът ще се затвори, намотката на релето ще бъде изключена, отвореният контакт K1.1 ще спре подаване на напрежение към управляващия електрод на триака и той ще се затвори в края на текущата полувълна на мрежовото напрежение. Диодите VD1 и VD2 са инсталирани за ограничаване на импулсите, които се появяват при отпускане на бутона S1 и когато намотката на релето K1 е изключена.

По принцип всичко работи така, но при наблюдение на времето на отворено състояние на триака се оказа, че той „ходи“ доста. Изглежда, че дори като се вземат предвид възможните промени във всички закъснения при включване и изключване в електронните и механичните вериги, то трябва да бъде не повече от 20 ms, но всъщност се оказа многократно повече и плюс това импулсът продължава 20 -40 ms по-дълго и след това за всички 100 ms.

След малко експериментиране се оказа, че тази промяна в ширината на импулса се дължи главно на промяна в нивото на захранващото напрежение на веригата и работата на транзистора VT1. Първият беше „лекуван“ чрез инсталиране стенен монтажвътре в захранването на прост параметричен стабилизатор, състоящ се от резистор, ценеров диод и мощен транзистор ( Фиг.5). И каскадата на транзистора VT1 беше заменена от тригер на Шмит на 2 транзистора и инсталирането на допълнителен последовател на емитер. Диаграмата прие формата, показан в Фигура 6.

Принципът на работа остава същият, добавена е възможност за дискретна промяна на продължителността на импулса с помощта на ключове S3 и S4. Тригерът на Schmitt е монтиран на VT1 и VT2, неговият „праг“ може да се променя в малки граници чрез промяна на съпротивлението на резисторите R11 или R12.

При прототипирането и тестването на работата на електронната част на спотера бяха взети няколко диаграми, от които могат да се оценят времевите интервали и произтичащите от това забавяния на ръбовете. По това време веригата имаше синхронизиращ кондензатор с капацитет 1 μF, а резисторите R7 и R8 имаха съпротивление съответно 120 kOhm и 180 kOhm. включено Фигура 7отгоре показва състоянието на намотката на релето, отдолу показва напрежението на контактите при превключване на резистор, свързан към +14,5 V (файлът за преглед от програмата е в архивираното приложение към текста, напреженията са взети през резистор делители със случайни коефициенти на делене, така че скалата „волт“ не е вярна). Продължителността на всички импулси на захранване на релето е приблизително 253...254 ms, времето за превключване на контакта е 267...268 ms. „Разширяването“ е свързано с увеличаване на времето за изключване - това може да се види от снимки 8и 9 при сравняване на разликата, която възниква при затваряне и отваряне на контакти (5,3 ms срещу 20 ms).

За да се провери времевата стабилност на формирането на импулси, бяха извършени четири последователни превключвания с контрол на напрежението в товара (файл в същото приложение). На обобщено Фигура 10се вижда, че всички импулси в товара са доста близки по продължителност - около 275...283 ms и зависят от това къде се появява полувълната на мрежовото напрежение в момента на включване. Тези. максималната теоретична неустойчивост не надвишава времето на една полувълна на мрежовото напрежение - 10 ms.

При настройка на R7 = 1 kOhm и R8 = 10 kOhm с C1 = 1 μF беше възможно да се получи продължителност на един импулс по-малка от един полупериод на мрежовото напрежение. При 2 µF - от 1 до 2 периода, при 8 µF - от 3 до 4 (файл в прикачен файл).

Окончателната версия на наблюдателя беше оборудвана с части с посочените стойности Фигура 6. Какво се случи с вторичната намотка силов трансформатор, показано в Фигура 11. Продължителността на най-късия импулс (първият на фигурата) е около 50...60 ms, вторият - 140...150 ms, третият - 300...310 ms, четвъртият - 390...400 ms. ms (с капацитет на синхронизиращия кондензатор от 4 µF, 8 µF, 12 µF и 16 µF).

След като проверихме електрониката, е време да се заемем с хардуера.

9-ампера LATR беше използван като захранващ трансформатор (вдясно ориз. 12). Намотката му е направена от тел с диаметър около 1,5 mm ( Фиг.13), а магнитопроводът има вътрешен диаметър, достатъчен за навиване на 7 навивки от 3 успоредно сгънати алуминиеви пръта с общо сечение около 75-80 кв.мм.

Разглобяваме внимателно LATR, само в случай че „поправим“ цялата структура на снимката и „копираме“ заключенията ( Фиг.14). Добре е телта да е дебела - удобно е да броите завоите.

След разглобяване внимателно проверете намотката, почистете я от прах, отломки и остатъци от графит, като използвате четка за рисуванес твърди влакна и избършете с мека кърпа, леко навлажнена със спирт.

Запояваме стъклен предпазител от пет ампера към клема „A“, свързваме тестера към „средния“ извод на бобина „G“ и прилагаме напрежение от 230 V към предпазителя и „неназован“ извод. Тестерът показва напрежение около 110 V. Нищо не бръмчи и не се нагрява - можем да приемем, че трансформаторът е нормален.

След това увиваме първичната намотка с флуоропластична лента с такова припокриване, че да получим поне два или три слоя ( Фиг.15). След това навиваме пробна вторична намотка от няколко оборота с гъвкав проводник в изолация. След като приложихме захранване и измерихме напрежението на тази намотка, ние определяме необходимия брой завъртания, за да получим 6...7 V. В нашия случай се оказа, че когато 230 V се прилагат към клемите "E" и "неименувани" , 7 V се получава на изхода със 7 оборота. Когато се приложи захранване към „A“ и „unnamed“, получаваме 6,3 V.

За вторичната намотка бяха използвани „много използвани“ алуминиеви шини - те бяха извадени от стар заваръчен трансформатор и на някои места изобщо нямаха изолация. За да се предотврати завоите от късо съединение помежду си, гумите трябваше да бъдат увити със сърповидна лента ( Фиг.16). Намотката се извършва така, че да се получат два или три слоя покритие.

След навиване на трансформатора и проверка на функционалността на веригата на работния плот, всички части на спотера бяха монтирани в подходящ корпус (изглежда също от някакъв LATR - Фиг.17).

Клемите на вторичната намотка на трансформатора се захващат с болтове и гайки M6-M8 и се извеждат към предния панел на корпуса. Захранващите проводници, водещи до каросерията на автомобила и "обратния чук", са прикрепени към тези болтове от другата страна на предния панел. Появата на етап инспекция на дома е показана в Фигура 18. Горе вляво са индикаторът за мрежово напрежение La1 и мрежовият превключвател S1, а вдясно е превключвателят за импулсно напрежение S5. Той превключва връзката към мрежата на клема „A“ или клема „E“ на трансформатора.

Фиг.18

В долната част има конектор за бутона S2 и проводниците на вторичната намотка. Превключвателите за продължителност на импулса са монтирани в самото дъно на кутията, под шарнирния капак (фиг. 19).

Всички останали елементи на веригата са фиксирани към дъното на корпуса и предния панел ( Фиг.20, Фиг.21, Фиг.22). Не изглежда много спретнато, но основната цел тук беше да се намали дължината на проводниците, за да се намали влиянието на електромагнитните импулси върху електронната част на веригата.

Печатната платка не беше окабелена - всички транзистори и техните "тръби" бяха запоени към макет, изработен от фибростъкло, с фолио, нарязано на квадрати (вижда се на Фиг.22).

Силов ключ S1 - JS608A, позволяващ превключване на токове 10 A ("сдвоени" клеми са паралелни). Нямаше втори такъв превключвател, така че S5 беше инсталиран като TP1-2, клемите му също са паралелни (ако го използвате при изключено захранване, той може да пропуска доста големи токове през себе си). Превключватели за продължителност на импулса S3 и S4 - TP1-2.

Бутон S2 – KM1-1. Конекторът за свързване на проводниците на бутоните е COM (DB-9).

Индикатор La1 - TN-0.2 в съответните монтажни фитинги.

включено рисунки 23, 24 , 25 Показани са снимки, направени при проверка на функционалността на спотера - мебелен ъгъл с размери 20x20x2 mm е точково заварен към ламарина с дебелина 0,8 mm (монтажен панел от компютърна кутия). Различни размери"прасенца" на Фиг.23и Фиг.24– това е при различни напрежения за „готвене“ (6 V и 7 V). И в двата случая мебелният ъгъл е заварен плътно.

включено Фиг.26показано обратна странаплоча и можете да видите, че се нагрява през и през, боята изгаря и излита.

След като дадох спотера на приятел, той се обади около седмица по-късно и каза, че е направил обратен „чук“, свързал го е и е проверил работата на цялото устройство - всичко е наред, всичко работи. Оказа се, че дълготрайните импулси не са необходими при работа (т.е. елементите S4, C3, C4, R4 могат да бъдат пропуснати), но има нужда от свързване на трансформатора към мрежата „директно“. Доколкото разбирам, това е така, за да може повърхността на вдлъбнатия метал да се нагрява с помощта на въглеродни електроди. Не е трудно да се захранва „директно“ - те инсталираха превключвател, който ви позволява да затворите клемите „захранване“ на триака. Недостатъчно голямото общо напречно сечение на сърцевините във вторичната намотка е малко объркващо (според изчисленията е необходимо повече), но тъй като са изминали повече от две седмици и собственикът на устройството е предупреден за „слабостта на навиването” и не се обади, тогава нищо ужасно не се случи.

По време на експерименти с веригата беше тествана версия на триак, сглобен от два тиристори T122-20-5-4 (те могат да се видят в Фигура 1на заден план). Схемата на свързване е показана в Фиг.27, диоди VD3 и VD4 - 1N4007.

Литература:

Горошков B.I., “ Електронни устройства", Москва, "Радио и комуникация", 1984 г.
Масова радиотека, Я.С. Кублановски, “Тиристорни устройства”, М., “Радио и комуникации”, 1987 г., брой 1104.

Андрей Голцов, Искитим.

Списък на радиоелементите

Наименование	Тип	Деноминация	Количество	Забележка	Моят бележник
	Към снимка №6
VT1, VT2, VT3	Биполярен транзистор	KT315B	3		Към бележника
Т1	Тиристор и триак	TS132-40-12	1		Към бележника
VD1, VD2	Диод	KD521B	2		Към бележника
R1	Резистор	1 kOhm	1	0,5 W	Към бележника
R2	Резистор	330 kOhm	1	0,5 W	Към бележника
R3, R4	Резистор	15 kOhm	2	0,5 W	Към бележника
R5	Резистор	300 ома	1	2 W	Към бележника
R6	Резистор	39 ома	1	2 W	Към бележника
R7	Резистор	12 kOhm	1	0,5 W	Към бележника
R8	Резистор	18 kOhm	1	0,5 W

Идва момент в живота на всеки „радио убиец“, когато трябва да заварите няколко заедно литиеви батерии- или когато ремонтирате батерия на лаптоп, която е изтощена от възрастта, или когато сглобявате захранване за друг занаятчийски проект. Запояването на "литий" с 60-ватов поялник е неудобно и страшно - ще прегреете малко - и имате димна граната в ръцете си, която е безполезна за гасене с вода.

Колективният опит предлага две възможности - или да отидете до купчината за боклук в търсене на стара микровълнова печка, да я разкъсате и да вземете трансформатор, или да похарчите много пари.

Заради няколко заварки годишно, не исках да търся трансформатор, видях го и го пренавих. Исках да намеря ултра-евтин и ултра-прост начин за заваряване на батерии токов удар.

Мощен източник на ниско напрежение DC, достъпен за всеки - това е обикновен употребяван. Автомобилен акумулатор. Готов съм да се обзаложа, че вече го имате някъде в килера си или че вашият съсед го има.

Ще ти подскажа - най-добрият начинполучаването на стара батерия безплатно е

изчакайте замръзване. Приближете се до бедния човек, чиято кола не запали - той скоро ще изтича до магазина за нова нова батерия и ще ви даде старата на безценица. В студа една стара оловна батерия може да не работи добре, но след зареждане у дома на топло ще достигне пълния си капацитет.

За да заваряваме батерии с ток от батерията, ще трябва да подадем ток на кратки импулси за няколко милисекунди - в противен случай няма да получим заваряване, а изгаряне на дупки в метала. Най-евтиният и достъпен начинпревключете тока на 12-волтова батерия - електромеханично реле (соленоид).

Проблемът е, че конвенционалните 12-волтови автомобилни релета са разчетени за максимум 100 ампера, а токовете на късо съединение при заваряване са многократно по-високи. Има риск арматурата на релето просто да се завари. И тогава, в необятността на Aliexpress, попаднах на релета за стартиране на мотоциклети. Мислех, че ако тези релета могат да издържат на тока на стартера, много хиляди пъти, тогава те ще бъдат подходящи за моите цели. Това, което най-накрая ме убеди, беше това видео, където авторът тества подобно реле:

Таймерът за реле за време е устройство, с което можете да регулирате времето на излагане на ток или импулс. Релето за време за точково заваряване измерва продължителността на експозицията заваръчен токвърху частите, които се свързват, честотата на възникването му. Това устройство се използва за автоматизиране на заваръчни процеси, производство на заваръчен шев, за създаване на различни конструкции от ламарина. Той управлява електрическия товар в съответствие с зададена програма. Релето за време за контактно заваряване се програмира в строго съответствие с инструкциите. Този процес се състои в задаване на времеви интервали между определени действия, както и продължителността на заваръчния ток.

Принцип на действие

Това реле за време за точково заваряване ще може текущо да включва и изключва устройството в даден режим с определена честота. Казано по-просто, затваря и отваря контакти. С помощта на сензор за въртене можете да регулирате интервалите от време в минути и секунди, след които трябва да включите или изключите заваряването.

Дисплеят се използва за показване на информация за текущото време на превключване, периода на излагане на метала на заваръчния апарат, броя минути и секунди преди включване или изключване.

Видове таймери за точково заваряване

На пазара можете да намерите таймери с цифрово или аналогово програмиране. Използваните в тях релета са различни видове, но най-често срещаните и евтини са електронните устройства. Принципът им на работа се основава на специална програма, която се записва на микроконтролер. Може да се използва за регулиране на забавянето или навреме.

В момента можете да закупите реле за време:

със закъснение при изключване;
със закъснение при включване;
настроен на задайте времеслед подаване на напрежение;
конфигуриран за зададено време след подаването на импулса;
тактов генератор.

Аксесоари за създаване на реле за време

За да създадете таймер за реле за време за точково заваряване, ще ви трябват следните части:

Arduino Uno платка за програмиране;
прототипна платка или Sensor shield – улеснява свързването на инсталираните сензори с платката;
жици от женски към женски;
дисплей, който може да показва минимум два реда с 16 знака на ред;
реле, което превключва товара;
сензор за ъгъл на завъртане, оборудван с бутон;
захранване, за да се гарантира захранването на устройството с електрически ток (по време на теста може да се захранва чрез USB кабел).

Характеристики на създаване на таймер за реле за време за точково заваряване на платка arduino

За да го направите, трябва стриктно да следвате диаграмата.

В същото време често използвана такса arduino unoБи било по-добре да го замените с arduino pro mini, тъй като е значително по-малък по размер, струва по-малко и много по-лесно се запояват проводниците.

След събиране на всички компонентиЗа да използвате таймер за контактно заваряване на Arduino, трябва да запоите проводниците, които свързват платката с останалите елементи на това устройство. Всички елементи трябва да бъдат почистени от плака и ръжда. Това значително ще увеличи времето за работа на релейния таймер.

Трябва да изберете подходящ калъф и да сглобите всички елементи в него. Той ще осигури на устройството прилично външен вид, защита от случайни удари и механични въздействия.

За да завършите, е необходимо да инсталирате превключвателя. Ще е необходимо, ако собственикът на заваръчната машина реши да я остави без надзор за дълго време, за да предотврати пожар или повреда на имущество в случай на извънредни ситуации. С негова помощ всеки потребител може лесно да изключи устройството, когато излиза от стаята.

„Обърнете внимание!
Таймерът за съпротивително заваряване на 561 е по-модерно устройство, тъй като е създадено на нов модерен микроконтролер. Тя ви позволява да измервате времето по-точно и да задавате честотата на включване и изключване на устройството.

Таймерът за съпротивително заваряване на 555 не е толкова перфектен и има намалена функционалност. Но често се използва за създаване на такива устройства, тъй като е по-евтино.

За да разберете по-добре как да създадете машина за заваряване, трябва да се свържете със служителите на компанията. Освен това предлагаме да разгледаме дизайна на това устройство. Ще ви помогне да разберете принципа на работа на устройството, какво трябва да се запоява и къде.

Заключение

Таймерът за точково заваряване на Arduino е точен и висококачествен уред, който при правилна употреба ще продължи в продължение на много години. Той е достатъчен просто устройство, така че може лесно да се монтира на всяка заваръчна площадка. В допълнение, таймерът за точково заваряване е лесен за поддръжка. Работи дори при силен студ, практически не се влияе по никакъв начин негативни проявиестествена среда.

Можете да сглобите устройството сами или да се обърнете към професионалисти. Последният вариант е по-предпочитан, тъй като гарантира крайния резултат. Компанията ще тества елементите на устройството, ще идентифицира проблемите, ще ги отстрани, като по този начин ще възстанови функционалността му.